Как наиболее корректно реализовать mutex со счетчиком?

#cpp #многопоточность #cpp11 #mutex

Пусть, например, задача - ограничить количество одновременно работающих потоков.
Т.е. хочется иметь мьютекс, который бы могли захватывать одновременно N потоков, а
остальные бы ждали, пока один из потоков не освободит такой мьютекс.

Вижу несколько вариантов организации такой функциональности, например, с использованием
переменной для подсчета и обычных мьютексов, но что-то мне кажется, что я изобретаю
велосипед.

Как наиболее корректно реализовать такой семафор со счетчиком средствами стандартного
C++11? (Или там это уже есть, и я просто плохо читал литературу?..)
    

Ответы

Ответ 1

В стандартной библиотеке готового семафора нет, по этому его надо писать самому,
делая ожидание на condition_variable.

В простейшем варианте это

class Semaphore {
public:
    explicit Semaphore(int max_count) : max_count_(max_count) {}

    void acquire() {
        std::unique_lock lock(mut_);
        while (count_ == max_count_) cv_.wait(lock);
        ++count_;
    }

    void release() {
        std::lock_guard lock(mut_);
        assert(count_ > 0);
        --count_;
        cv_.notify_one();
    }

private:
    int max_count_;
    int count_ = 0;
    std::mutex mut_;
    std::condition_variable cv_;
};


Вызов notify в release() можно вынести из под мьютекса. Но на некоторых реализациях
это не нужно.

Вместо мьютекса в release() можно использовать атомарную переменную count_, но это
потребует CAS в acquire(). Код усложнится, а выигрыш в производительности надо еще
доказать.